北师大无机化学四版习题答案7章沉淀溶解平衡

第7章沉淀溶解平衡7.1(1)已知25℃时PbI2在纯水中溶解度为1.29×l0－3mol·dm－3，求PbI2的溶度积。(2)已知25℃时BaCrO4在纯水中溶解度为2.91×10－3g/L，求BaCrO4的溶积。解(l)25℃，PbI2的溶解度为1.29×l0－3mol·dm－3，则：[Pb2+]＝1.29×l0－3mol·dm－3，[I－]＝2.58×l0－3mol·dm－3Ksp＝[Pb2+][I－]2＝1.29×l0－3×(2.58×l0－3)2＝8.59×l0－9(2)25℃，BaCrO4的溶解度为2.91×10－3g·dm－3，Mr(BaCrO4)＝253，则：[Ba2+]＝[CrO42－]＝(2.91×10－3/253)mol·dm－3Ksp＝[Ba2+][CrO42－]＝(2.91×10－3/253)2＝1.32×l0－107.2由下列难溶物的溶度积求在纯水中溶解度s0(分别以mol·L－1和g/L为单位；忽略副反应)：(1)Zn(OH)2Ksp＝4.12×10－17(2)PbF2Ksp＝7.12×10－7解：(1)Zn(OH)2的溶解度为sMr(Zn(OH)2)＝99.391761334.12102.1810()44spKsmolLs＝2.18×10－6mol·L－1×99.93g·mol－1＝2.17×10－4g·L－1(2)PbF2的溶解度为sMr(PbF2)＝245731337.12105.6210()44spKsmolLs＝5.62×10－3mol·L－1×245g·mol－1＝1.38g·L－17.3AgIO3和Ag2CrO4的溶度积分别为9.2×10－9和1.12×10－12，通过计算说明：(1)哪种物质在水中的溶解度大？(2)哪种物质在0.01mol·dm－3的AgNO3溶液中溶解度大？解：(l)对AgIO395-39.2109.610(dm)spsKmol对Ag2CrO4125-3331.12106.510(dm)44spKsmol在水中AgIO3的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度(2)在0.01mol·dm－3AgNO3中，AgIO3的溶解度为s＝Ksp/c(Ag+)＝(9.2×10－9)/(1.0×10－2)＝9.2×10－7(mol·dm－3)在0.01mol·dm－3AgNO3中，Ag2CrO的溶解度为s＝Ksp/c(Ag+)2＝(1.12×10－12)/(1.0×10－2)2＝1.12×10－8(mol·dm－3)在0.01mol·dm－3AgNO3溶液中AgIO3比Ag2CrO4的溶解度大7.4现有l00mLCa2+和Ba2+的混合溶液，两种离子的浓度都为0.01mol·L－1，(l)用Na2SO4作沉淀剂能否将Ca2+和Ba2+离子分离？(2)加入多少克Na2SO4才能达到BaSO4完全沉淀的要求(忽略加入Na2SO4引起的体积变化)？解：查表知：Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5Ksp(BaSO4)＝1.07×10－10若BaSO4沉淀完全，c(Ba2+)≤1.0×10－5mol·L－1[SO42－]＝Ksp(BaSO4)/1.0×10－5＝1.07×10－10/1.0×10－5＝1.07×10－5(mol·L－1)对CaSO4J＝c(Ba2+)∙c(SO42－)＝1.07×10－5×1.0×10－2＝1.07×10－7Ksp(CaSO4)CaSO4不沉淀，可将可将Ca2+和Ba2+离子分离(2)Na2SO4的浓度为0.01mol·L－1Mr(Na2SO4)＝142需要Na2SO4的克数为：142g·mol－1×0.010mol·L－1×0.1L＝0.142g7.510mL0.10mol·dm－3MgCl2和10mL0.10mol·dm－3氨水混合，是否有Mg(OH)2沉淀？解：c(Mg2+)＝0.10×10/20＝0.050(mol·dm－3)c(NH3)＝0.0050mol·dm－3NH3+H2O＝NH4++OH－c/K500求[OH－]解一元二次方程，设[OH－]为xmol·dm－3Kb＝[OH－][NH4+]/[NH3]＝x2/(0.0050－x)x＝2.8×10－4(mol·L－1)J＝c(Mg2+)∙c(OH－)2＝0.05×(2.8×10－4)2＝3.9×10－9Ksp(Mg(OH)2)，有Mg(OH)2沉淀.7.6某溶液含有Fe2+和Fe3+，其浓度均为0.050mol·dm－3，要求Fe(OH)3完全沉淀不生成Fe(OH)2沉淀，需控制pH在什么范围？解：计算Fe(OH)3开始沉淀的pH3913-33332.6410[]3.7510(dm)()0.050spKOHmolcFe计算Fe(OH)3完全沉淀的pH，设Fe(OH)3沉淀完全时[Fe3+]≤1.0×10－5mol·dm－33912-333352.6410[]6.410(dm)()1.010spKOHmolcFe计算Fe(OH)2开始沉淀的pH178-334.8710[]3.110(dm)()0.0050spKOHmolcFepH＝14+lg3.1×10－8＝14－7.5＝6.5控制pH在2.8－6.5之间，可使Fe3+沉淀完全而Fe2+不沉淀。7.7在10mL0.20mol·dm－3MnCl2溶液中加入l0mL含NH4Cl的0.010mol·dm－3氨水溶液，计算含多少克NH4Cl才不至于生成Mn(OH)2沉淀？解：c(Mn2+)＝1.0×0.20/20＝0.10(mol·dm－3)c(NH3)＝1.0×0.010/20＝0.0050(mol·dm－3)Mn(OH)2开始沉淀的OH－浓度为：136122.0610[]1.4410()()0.10spKOHmolLcMnNH3+H2O＝NH4++OH－Kb＝[OH－][NH4+]/[NH3]＝1.44×10－6[NH4+]/0.0050＝1.77×10－5[NH4+]＝0.062mol·dm－3阻止Mn(OH)2沉淀需要加入的NH4Cl的克数为：0.062mol∙dm－3×0.02dm3×53.5g∙mol－1＝0.065g7.81L多大浓度的NH4Cl溶液可使1gMg(OH)2沉淀溶解？解：Mg(OH)2溶解后Mg2+的浓度为：c(Mg2+)＝(1g÷58g·mol－1)/1dm3＝0.017mol·dm－3生成的NH3浓度为：c(NH3)＝0.034mol·dm－3Mg(OH)2+2NH4+Mg++2NH3∙H2OK＝[Mg2+][NH3]2/[NH4+]2＝(0.017)(0.034)2/(NH4+)2＝Ksp/(Kb)2＝1.8×10－2[NH4+]＝3.3×10－2mol·dm－3实际需要NH4+的浓度为：(0.033+0.034)mol·dm－3＝0.067mol·dm－37.9在0.10mol·dm－3HAc和0.10mol·dm－3CuSO4溶液中通入H2S达饱和，是否有CuS沉淀生成？解：由题可知：c(Cu2+)＝0.10mol·dm－3[H+]＝(Ka∙c)1/2＝(1.76×10－5×0.10)1/2＝1.33×10－3(mol·dm－3)H2S2H++S2－[S2－]＝(K1K2[H2S])/[H+]2＝(9.5×10－8×1.3×10－14×0.10)/(1.33×10－3)2＝1.2×10－22/1.77×10－6＝6.8×10－17(mol·dm－3)J＝c(Cu2+)∙c(S2－)＝0.10×6.8×10－17＝6.8×10－18Ksp(CuS)有CuS沉淀析出。7.10计算下列反应的平衡常数，并讨论反应的方向：(l)PbS+2HAcPb2++H2S+2Ac－(2)Mg(OH)2+NH4+Mg++2NH3∙H2O(3)Cu2++H2S+2H2OCuS+H3O+解：(l)PbS+2HAcPb2++H2S+2Ac－K＝Ksp(PbS)∙(KHAc)2/K1(H2S)∙K2(H2S)＝9.0×10－29×(1.76×10－5)2/9.5×10－8×1.3×10－14＝2.3×10－17，K太小，正向很难进行(2)Mg(OH)2+NH4+Mg2++2NH3∙H2OK＝[Mg2+][NH3]2/[NH4+]2＝Ksp/(Kb)2＝5.61×10－12×(1.77×10－5)2＝1.8×10－2K不大不小，反应方向取决于其实浓度的大小。(3)Cu2++H2S+2H2OCuS+H3O+K＝[H+]2/[Cu2+][H2S]＝K1(H2S)∙K2(H2S)/Ksp(CuS)＝9.5×10－8×1.3×10－14/1.27×10－36＝9.7×1014K很大，正向趋势很大7.11生产易溶锰盐时(若含MnSO4且为0.70mol·dm－3时)，加硫化物除去溶液中的Cu2+、Zn2+、Fe2+杂质离子，试通过计算说明，当MnS开始沉淀时．溶液中这些杂质离子的浓度(g/L)各为多少？解：物质CuSZnSFeSMnSKsp1.27×10－362.93×10－251.59×10－194.65×10－14对于MnS开始沉淀时，[S2－]＝Ksp(MnS)/[Mn2+]＝4.65×10－14/0.70＝6.64×10－14对于Cu2+[Cu2+]＝Ksp(CuS)/[S2－]＝1.27×10－36/6.64×10－14＝1.91×10－231.91×10－23×63.5＝1.21×10－21(g·dm－3)对于Zn2+[Zn2+]＝Ksp(ZnS)/[S2－]＝2.93×10－25/6.64×10－14＝4.41×10－124.41×10－12×65.4＝2.88×10－10(g·dm－3)对于Fe2+[Fe2+]＝Ksp(FeS)/[S2－]＝1.59×10－19/6.64×10－14＝2.39×10－62.39×10－6×55.8＝1.34×10－4(g·dm－3)7.12定量分析中用AgNO3溶液滴定Cl－离子溶液，加入KCrO4为指示剂，达到滴定终点时，AgCl沉淀完全，最后1滴AgNO3溶液正好与溶液中的CrO42－反应生成砖红色的Ag2CrO4沉淀，指示滴定达到终点。问滴定终点时溶液中的CrO42－离子的浓度多大合适？设滴定终点时锥形瓶里溶液的体积为50mL，在滴定开始时应加入0.1mol·dm－3的K2CrO4溶液多少毫升？解：Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12Ksp(AgCl)＝1.77×10－10沉淀完全时，设Cl－浓度小于或等于1.0×10－6mol·dm－3，则：[Ag+]＝Ksp(AgCl)/[Cl－]＝1.77×10－10/1.0×10－6＝1.77×10－4这时CrO42－的浓度为：[CrO42－]＝Ksp(Ag2CrO4)/[Ag+]2＝1.12×10－12/(1.77×10－4)2＝3.6×10－5(mol·dm－3)(50ml×3.6×10－5mol·dm－3)/0.1mol·dm－3＝0.018mL≈0.02mL7.13某溶液中含Cl－和I－各0.10mol·dm－3，通过计算说明能否用AgNO3溶液将Cl－和I－离子分开。解：c(Cl－)＝c(I－)＝0.10mol·dm－3Ksp(AgCl)＝1.77×10－10Ksp(AgI)＝8.51×10－17当I－沉淀完全时，即I－浓度小于或等于1.0×10－5mol·dm－3时，则[Ag+]＝Ksp(AgI)/[I－]＝8.51×10－17/1.0×10－5＝8.5×10－12(mol·dm－3)J＝c(Cl－)×[Ag+]＝0.10×8.5×10－12＝8.5×10－13Ksp(AgCl)即当I－沉淀完全时，Cl－不会发生沉淀。本题还可用另一种算法，用当Cl－开始沉淀时I－离子沉淀的相当完全。可用此法将Cl－，I－分开。7.14今有一溶液每毫升含Mg2+和Fe2+各1mg，试